ایجاد دوقلوهای دیجیتال برای پیش‌بینی بهترین نوع درمان سرطان

محققان با ایجاد دوقلوهای دیجیتال از بیماران و آزمایش داروهای مختلف، پیش‌بینی می‌کنند که کدام دارو برای درمان نوع سرطان آنها مؤثرتر خواهد بود.

به گزارش تک‌ناک، تصور کنید که پزشک به شما بگوید که شما به سرطان مبتلا هستید و نیاز به درمان فوری دارید. دو گزینه درمانی به شما ارائه می‌دهد و از شما می‌خواهد یکی را انتخاب کنید. به طور قطع شما درمانی را می‌خواهید که در مبارزه با نوع سرطانی که دارید، مؤثرترین گزینه باشد.

محققان این تصمیم را بسیار آسان‌تر کرده‌اند. با ایجاد دوقلوهای دیجیتال از بیماران سرطانی، می‌توانند از آنها استفاده و آزمایش‌های بالینی را بازسازی نمایند تا اثربخشی درمان‌ها را مقایسه و پیش‌بینی کنند که به احتمال زیاد بیمار چگونه پاسخ خواهد داد.

دکتر اوزما اصغر، بنیانگذار و مدیر علمی شرکت بیوتکنولوژی Concr که روی درمان‌های شخصی‌سازی شده سرطان تمرکز دارد، گفت: «در سراسر جهان، میلیاردها دلار برای توسعه درمان‌های جدید سرطان هزینه می‌شود. برخی از این درمان‌ها موفق خواهند بود، اما بیشتر آنها به موفقیت نمی‌رسند. ما می‌توانیم از دوقلوهای دیجیتال به عنوان نماینده‌ای از بیماران و برای مقایسه درمان‌ها استفاده کنیم تا قبل از آزمایش درمان‌ها روی بیماران واقعی، ببینیم آیا احتمال موفقیت درمان وجود دارد یا خیر.»

دوقلوهای دیجیتال موضوع جدیدی نیستند. ناسا ادعا می‌کند که در دهه 1960، زمانی که شبیه‌سازهای متعددی برای ارزیابی انفجار مخزن اکسیژن و آسیب‌های متعاقب به موتور در آپولو 13 ایجاد نمود، این مفهوم را ابداع کرد. اما حالا با پیشرفت‌های‌ هوش مصنوعی، جدیدترین نسل ارتباطات موبایل و داده‌های بزرگ، این فناوری بیشتر گسترش یافته است.

محققان فناوری خود را FarrSight-Twin نامیدند. این فناوری بر اساس الگوریتم‌های پیشرفته‌ای است که به‌طور معمول توسط اخترفیزیک‌دانان استفاده می‌شود و به مقادیر زیادی از داده‌های مولکولی و بیمار اعمال می‌شود. این فناوری امکان ادغام مجموعه‌ داده‌های پراکنده آنکولوژی به یک مدل یکپارچه و جامع از پاسخ بیماران را فراهم می‌کند.

به طور خلاصه، هر دوقلوی دیجیتال از داده‌های زیستی گرفته شده از هزاران بیمار سرطانی که انواع مختلفی از درمان‌ها را دریافت کرده‌اند، ساخته می‌شود. همه این داده‌ها ترکیب خواهند شد تا یک دوقلوی واقعی از سرطان یک بیمار واقعی با داده‌های مولکولی گرفته شده از تومور آنها بازسازی شود. سپس این دوقلو می‌تواند تحت درمان‌هایی قرار گیرد که به صورت مستقیم از آزمایش‌های بالینی استخراج شده‌اند.

محققان دریافتند که آزمایش‌های بالینی مجازی آنها روی دوقلوهای دیجیتال، به طور دقیق نتیجه‌ آزمایش‌های بالینی را پیش‌بینی می‌کنند. بیمارانی که تحت درمانی پیش‌بینی شده FarrSight-Twin قرار گرفتند، بهترین گزینه برای آنها بود و ۷۵ درصد پاسخ مثبت داشتند، در حالی که نرخ پاسخ مثبت در بیمارانی که درمان دیگری دریافت کرده بودند ۵۳.۵ درصد بود. نرخ پاسخ، درصد بیمارانی است که سرطان آنها پس از درمان بهتر یا ناپدید می‌شود.

دکتر اوزما اصغر اعلام کرد: «ما می‌خواهیم هرچه سریع‌تر از این نوع فناوری با شبیه‌سازی آزمایش‌های بالینی در انواع مختلف تومورها برای پیش‌بینی پاسخ بیماران به شیمی‌درمانی‌های مختلف استفاده کنیم و نتایج امیدوارکننده است. این فناوری به معنای آن است که محققان می‌توانند آزمایش‌های بیماران را در مراحل بسیار اولیه شبیه‌سازی کنند و امکان اجرای شبیه‌سازی به دفعات زیاد را دارند تا حالت‌های مختلف را آزمایش کنند و احتمال موفقیت را به حداکثر برسانند.»

محققان در حال حاضر از Farr-Sight Twin استفاده می‌کنند تا ببینند آیا این فناوری می‌تواند پیش‌بینی کند که کدام درمان‌های موجود برای بیماران مبتلا به سرطان سینه سه‌گانه منفی که یک نوع تومور تهاجمی‌تر با نرخ رشد سریع‌تر و خطر انتشار بالاتر است، بهترین کارایی را دارد.

محققان یافته‌های خود را در مورد استفاده از فناوری دوقلوی دیجیتال برای پیش‌بینی پاسخ‌دهی بیماران به درمان سرطان در سمپوزیوم سازمان تحقیقات و درمان سرطان اروپا -مؤسسه ملی سرطان- انجمن آمریکایی تحقیقات سرطان (EORTC-NCI-AACR/ENA) که در اواخر اکتبر ۲۰۲۴ در بارسلونا، اسپانیا برگزار شد، ارائه کردند.